《理论力学》教学大纲

理论力学TheoreticalMechanics一、课程基本信息学

时：40学

分：2.5考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30%中文简介：理论力学是土木工程专业一门必修的专业基础课,是三大力学之一,本课程为今后的专业课学习提供理论基础。通过该课程的学习，使学生掌握理论力学的基础理论，能分析计算工程实际中的静力学和动力学问题，并为后续课程的学习打下基础。本课程的研究内容包括三篇：（1）静力学：主要研究物体受力的分析方法，力系的简化与平衡规律的应用。（2）运动学：从几何的角度研究物体在空间的运动规律（如运动方程、速度和加速度），而不涉及引起物体运动变化的物理原因。（3）动力学：主要研究物体的运动与作用在物体上的力之间的关系。二、

教学目的与要求

通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，为学习有关的后续课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题；结合本课程的特点,培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生的能力。

三、教学方法与手段以课堂教学、多媒体演示为主，辅以课后习题和课堂讨论，完成相应的计算，理论联系实际。

四、

教学内容及目标

教学内容教学目标学时分配第一章

静力学公理和物体的受力分析1.静力学公理掌握0.52.约束和约束力理解0.53.

物体的受力分析和受力图掌握0.54.

力学模型和力学简图0.5

重点与难点:受力分析

衡量学习是否达到目标的标准:准确绘出受力分析图第二章

平面力系1.

平面汇交力系了解0.52.

平面力对点之矩·平面力偶理解3.

平面任意力系的简化理解1.04.

平面任意力系的平衡条件和平衡方程掌握1.05.物体系的平衡•静定和超静定问题理解1.06.

平面简单桁架的内力计算掌握0.5

重点与难点:平衡方程、内力计算

衡量学习是否达到目标的标准:准确列出任意力系的平衡方程、正确完成平面简单桁架的内力计算第三章

空间力系1.

空间汇交力系了解0.52.

力对点的矩和力对轴的矩理解3.空间力偶了解0.54.

空间任意力系的简化掌握5.空间任意力系平衡方程掌握1.06.

物体的重心理解

重点与难点:空间力偶、平衡方程、重心

衡量学习是否达到目标的标准:准确简化空间任意力系及列出空间任意力系的平衡方程第四章

摩擦1.

滑动摩擦了解0.52.

摩擦角和自锁现象理解0.53.考虑摩擦时物体的平衡问题掌握0.54.

滚动摩阻的概念了解0.5

重点与难点:考虑摩擦时物体的平衡问题

衡量学习是否达到目标的标准:掌握考虑摩擦时物体的平衡问题并能够进行受力分析第五章

点的运动学1.

矢量法理解0.52.

直角坐标法理解1.03.自然法理解0.5

重点与难点:自然法、直角坐标法

衡量学习是否达到目标的标准:掌握直角坐标法、理解自然法第六章刚体的简单运动1.

刚体的平行移动理解0.52.

刚体绕定轴的转动理解3.转动刚体内各点的速度和加速度掌握1.04.

轮系的传动比了解0.55.

以矢量表示角速度和角加速度•以矢积表示点的速度和加速度理解重点与难点:转动刚体内各点的速度和加速度；以矢积表示点的速度和加速度衡量学习是否达到目标的标准:能够计算转动刚体内各点的速度和加速度第七章点的合成运动1.

相对运动•牵连运动•绝对运动理解1.02.

点的速度合成定理掌握1.03.牵连运动是平移时点的加速度合成定理掌握1.04.

牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理•科氏加速度掌握1.0重点与难点:点的速度合成定理和牵连运动为平动时点的加速度合成定；牵连运动为转动时点的加速度合成定理及其应用衡量学习是否达到目标的标准:

熟练运用速度合成定理和牵连运动为平动时点的加速度合成定理第八章刚体的平面运动1.

刚体平面运动的概述和运动分解理解0.52.

求平面图形内各点速度的基点法掌握1.03.求平面图形内各点速度的瞬心法掌握0.54.

用基点法求平面图形内各点的加速度掌握1.05.

运动学综合应用举例掌握1.0重点与难点:基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题；常见平面机构的速度和加速度分析衡量学习是否达到目标的标准:

对常见平面机构能熟练地进行速度和加速度分析第九章刚体的平面运动1.

动力学的基本定律掌握1.02.

质点的运动微分方程理解1.0重点与难点:

动力学的基本定律；质点的运动微分方程；质点动力学的两类基本问题衡量学习是否达到目标的标准:

能够熟练建立质点的运动微分方程第十章动量定理1.

动量与冲量理解0.52.

动量定理掌握1.03.

质心运动定理掌握0.5重点与难点:

动力学的基本定律；动量定理、质心运动定理及相应的守恒定理；求解质点、质点系的动力学问题衡量学习是否达到目标的标准:

能熟练应用动量定理、质心运动定理求解质点、质点系的动力学问题第十一章动量矩定理1.

质点和质点系的动量矩理解1.02.

动量矩定理掌握1.03.

刚体绕定轴的转动微分方程理解1.04.

刚体对轴的转动惯量掌握1.05.

质点系相对于质心的动量矩定理掌握1.06.

刚体的平面运动微分方程理解1.0重点与难点:

动力学的基本定律；固定点和质心的动量矩定理及相应的守恒定理；刚体定轴转动和平面运动微分方程衡量学习是否达到目标的标准:掌握对固定点和质心的动量矩定理及相应的守恒定理，能应用刚体定轴转动和平面运动微分方程求解有关的问题第十二章动能定理1.

力的功理解0.52.

质点和质点系的动能理解0.53.

动能定理掌握1.04.

功率•功率方程•机械效率理解0.55.

势力场•势能•机械能守恒定律掌握0.56.

普通定理的综合应用举例掌握1.0重点与难点:

动能定理求解质点、质点系的动力学问题；动力学普遍定理求解质点、质点系的动力学问题衡量学习是否达到目标的标准:熟练应用动能定理求解质点、质点系的动力学问题，熟练地综合应用动力学普遍定理求解质点、质点系的动力学问题第十三章达朗贝尔原理1.

惯性力•质点的达朗贝尔原理理解0.52.

质点系的达朗贝尔原理掌握0.53.

刚体惯性力系的简化理解0.54.

绕定轴转动刚体的轴承动约束力掌握0.5重点与难点:

平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系简化；动静法衡量学习是否达到目标的标准:掌握平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系简化结果；掌握动静法的应用第十四章虚位移原理1.

约束•虚位移•虚功理解1.02.

虚位移原理掌握1.0重点与难点:

虚位移、虚功；虚位移原理衡量学习是否达到目标的标准:熟练运用虚位移原理求解平衡问题

五、推荐教材和教学参考资源推荐教材：哈尔滨工业大学理论力学教研室编.《理论力学》